參數(shù)化高精度整機(jī)模型對(duì)風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)的意義

b) 雙軸承支撐方案

c) 固定軸支撐方案

　　4 參數(shù)化高精度整機(jī)模型應(yīng)用案例
　　某風(fēng)電機(jī)組制造商的原型樣機(jī)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)在28.5Hz 下有嚴(yán)重的共振現(xiàn)象，在S4WT 軟件中構(gòu)建風(fēng)電機(jī)組參數(shù)化高精度整機(jī)模型，并進(jìn)行分析和故障診斷。
　　通過(guò)整機(jī)模態(tài)分析得到了系統(tǒng)在28.5Hz 附近(28.21Hz)的模態(tài)特征頻率及模態(tài)振型，并找出在該階頻率下模態(tài)應(yīng)變能最大，即對(duì)系統(tǒng)振動(dòng)貢獻(xiàn)最大部件為主軸和一級(jí)行星架齒輪的襯套。通過(guò)整機(jī)系統(tǒng)級(jí)瞬態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生振動(dòng)的原因在于齒輪嚙合位置變化產(chǎn)生的剛度變化引起齒輪振動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)軸承傳遞到整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)。
　　通過(guò)對(duì)原型樣機(jī)做相關(guān) 性分析，以及通過(guò)構(gòu)建高精度整機(jī)模型進(jìn)行分析，成功發(fā)現(xiàn)并解決了該風(fēng)電機(jī)組廠商的問(wèn)題。如果不建立高精度整機(jī)模型，是無(wú)法實(shí)現(xiàn)以上分析的。當(dāng)然，如果在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行這樣的分析，就能避免類(lèi)似的故障發(fā)生。

圖4 在S4WT軟件中構(gòu)建參數(shù)化高精度模型并做模態(tài)分析

圖5 參數(shù)化高精度整機(jī)模型瞬態(tài)分析

　　5 結(jié)論
　　采用基于非線性有限元、柔性體結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)及控制的全耦合方法，并利用參數(shù)化建模構(gòu)建風(fēng)電機(jī)組的參數(shù)化高精度模型，可以充分考慮風(fēng)電機(jī)組各系統(tǒng)和部件之間各種非線性的耦合效應(yīng)，并使原本脫節(jié)的風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)流程關(guān)聯(lián)起來(lái)，從而準(zhǔn)確模擬風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)行為。這一全新的設(shè)計(jì)理念可以幫助風(fēng)電機(jī)組廠商縮短開(kāi)發(fā)周期并提高產(chǎn)品質(zhì)量。在風(fēng)電機(jī)組行業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的今天，參數(shù)化的高精度整機(jī)模型及其背后的設(shè)計(jì)理念對(duì)風(fēng)電機(jī)組行業(yè)具有非常重要的意義。